ES2304950T3 - Productos alimenticios con conservacion mediante biocontrol. - Google Patents
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Abstract
Un método para conservar un producto alimenticio, que comprende: (a) inocular el producto alimenticio con una cantidad de microorganismos no tóxicos secos que tienen un contenido de agua de menos de 15 por ciento en peso; y seguidamente (b) pasteurizar el producto alimenticio, al mismo tiempo que se hace posible que al menos una parte de los microorganismos no tóxicos permanezca en un estado seco que tiene un contenido de agua de menos de 15 por ciento en peso después de la pasteurización; de forma que si el producto alimenticio es posteriormente almacenado bajo condiciones refrigeradas, al menos una parte de los microorganismos permanecerá seca teniendo un contenido de agua de menos de 15 por ciento en peso, pero si el producto alimenticio es posteriormente sometido a una estimulación por temperatura, al menos una parte de los microorganismos no tóxicos resultarán hidratados y por tanto se harán eficaces para inhibir al menos parcialmente el crecimiento de microorganismos tóxicos en el producto alimenticio.
Description
Productos alimenticios con conservación mediante
biocontrol.
La presente invención se refiere a un método
para conservar productos alimenticios. En particular la invención
se refiere al uso de aproximaciones de biocontrol para la
concentración de productos alimenticios, como productos
alimenticios tratados con calor.
La conservación de productos alimenticios puede
ser conseguida usando una diversidad de aproximaciones. La
manipulaciones físicas de productos alimenticios que tiene un efecto
conservante incluyen, por ejemplo, congelación, refrigeración,
cocción, horneado, pasteurización, secado, envasado a vacío y cierre
hermético en un envase exento de oxígeno. Algunas de estas
aproximaciones pueden ser parte de una operación de tratamiento de
alimentos. Las etapas de tratamiento de alimentos se seleccionan
para encontrar un equilibrio entre la obtención de un producto
alimenticio microbiológicamente seguro, al mismo tiempo que se
prepara un producto alimenticio con cualidades deseables.
Además de ello, pueden ser combinados aditivos
con el producto alimenticio, como conservantes. Aunque algunos
aditivos alimentarios pueden ser eficaces para proporcionar un
producto alimenticio microbiológicamente seguro, a algunos
consumidores les desagradan los conservantes químicos no naturales
añadidos. Algunos conservantes químicos como el ácido cítrico y el
ácido láctico son percibidos como naturales y correspondientemente
más deseables. Algunos conservantes naturales pueden ser eficaces
para proporcionar un producto alimenticio microbiológicamente
seguro pero, a concentraciones suficientes para ser eficaces, pueden
afectar adversamente al sabor y la textura de muchos productos
alimenticios, como productos de masa y pastas alimenticias.
Debido a las restricciones de tiempo de la vida
moderna, hay una demanda creciente de productos alimenticios de
alta calidad que sean sencillos de preparar. Para preparar algunos
de los productos preferidos, ciertas técnicas de conservación
usadas eficaces y prolongadas, como el secado, puede que no sean
deseables. Generalmente, estos productos alimenticios son
conservados por refrigeración. También, los productos generalmente
son pasteurizados antes del envasado o en el momento del mismo. Por
tanto, una combinación adecuada de métodos de conservación incluye
una etapa de calentamiento y una etapa posterior de
refrigeración.
Incluso aunque ciertos productos alimenticios
sean pasteurizados, ciertas bacterias tóxicas forman esporas que
resisten a la destrucción por pasteurización. Además, para reducir
la oxidación del alimento durante su almacenamiento, el alimento
generalmente es almacenado en ausencia de oxígeno. Muchas bacterias
formadoras de esporas tóxicas son anaerobias obligadas o anaerobias
funcionales.
Aunque la refrigeración generalmente es una
aproximación de conservación eficaz, los productos son vulnerables
a un manejo inadecuado en la forma de un uso inadecuado de la
temperatura o un uso inadecuado del envasado. En particular, el uso
inadecuado de la temperatura que resulta de una temperatura de
almacenamiento inapropiada puede dar lugar al crecimiento de
bacterias perjudiciales a partir de esporas. La proliferación
posterior de bacterias perjudiciales puede provocar enfermedades al
consumidor si el producto es consumido con posterioridad. Si los
productos son sometidos a un uso inadecuado de la temperatura, el
crecimiento de bacterias perjudiciales puede producir o no indicios
visibles de deterioro.
Por tanto, la calidad del producto consumido por
el consumidor final depende de circunstancias más allá del control
del productor. En particular, los distribuidores mayoristas y
minoristas deben almacenar los productos bajo condiciones
apropiadamente refrigeradas. Análogamente, el consumidor debe
almacenar y preparar el producto de la manera descrita antes del
consumo. Como los productos están sometidos a un manejo inapropiado,
muchos productos alimenticios comerciales incluyen un conservante
alimentario añadido, para asegurar adicionalmente la seguridad
microbiana del producto alimenticio después de que ha sido fabricado
y sale del control del fabricante.
Aunque las bacterias tóxicas deben ser evitadas,
ciertas bacterias son no tóxicas o incluso beneficiosas. Esto
microorganismos no patógenos forman la base de la conservación por
biocontrol, otro tipo de sistema de conservación de alimentos. La
conservación por biocontrol describe generalmente el uso de
microorganismos no patógenos y/o sus productos para inhibir o
regular los microorganismos patógenos o productores de toxinas en
los productos alimenticios. Por tanto, los microorganismos
seleccionados sustituyen a los conservantes químicos añadidos.
La forma más habitual de conservación por
biocontrol se encuentra en los productos alimenticios fermentados,
como el yogurt. Los microorganismos usados para fermentar el yogurt
proporcionan no solamente el sabor y textura deseados del yogurt,
sino que producen también metabolitos que inhiben el crecimiento de
otros microorganismos.
El uso de la conservación por biocontrol puede
ser practicado en alimentos no fermentados como leche, carne y
productos cárnicos, frutas, verduras y huevos completos líquidos. En
un procedimiento de fermentación, un microorganismo seleccionado
ayuda a la preparación del producto alimenticio. Por ejemplo, véase
la publicación de Tanaka et al., "Plant Trials of Bacon
Made with Lactic Acid Bacteria, Sucrose and Lowered Sodium
Nitrite", Journal of Food Protection, 48:
679-686 (agosto de 1985). En otras formas de
conservación biocontrol, los efectos de los microorganismos
añadidos solo pueden ser observados si el producto alimenticio ha
sido sometido a un uso inadecuado de la temperatura o de otro
tipo.
Sin embargo, las bacterias útiles para una
conservación por biocontrol, generalmente no forman esporas. Por lo
tanto, las bacterias deseables generalmente son destruidas durante
un procedimiento de pasteurización o cocción. Como consecuencia,
una etapa de pateurización/cocción tiende a eliminar las bacterias
no perjudiciales al mismo tiempo que permite la posible
supervivencia de un pequeño número de bacterias formadoras de
esporas potencialmente perjudiciales.
La competición biológica como un mecanismo de
conservación es conocida a partir de la publicación J. Food Safety
10 (989) 107-117 y 11 (1991)
255-267.
En un primer aspecto, la invención se refiere a
un método para conservar un producto alimenticio que comprende un
artículo alimenticio comestible hidratado y una cierta cantidad de
microorganismos no tóxicos secos.
En otro aspecto, la invención se refiere a un
método para conservar un producto alimenticio que comprende un
artículo alimenticio pasteurizado y cultivos vivos de bacterias no
tóxicas herméticamente cerradas en un recipiente en un entorno
anaerobio.
En otro aspecto, la invención trata de un método
para conservar un producto alimenticio que comprende calentar el
producto alimenticio, comprendiendo el producto alimenticio
microorganismos secos.
La Fig. 1 en una vista seccional de un cultivo
seco comprimido en forma de una pastilla.
La Fig. 2 es una vista seccional de un cultivo
seco mezclado con un material de encapsulación y conformado como
una pastilla.
La Fig. 3 es una vista seccional de una pastilla
con un cultivo seco rodeado por un material de encapsulación.
La Fig. 4 es una vista seccional de un cultivo
seco en una bolsita formada por un material de encapsulación.
La Fig. 5 es un gráfico aproximado del intervalo
de valores del pH de un producto alimenticio que son seguros frente
al riesgo de Clostridium botulinum para valores particulares
de actividad acuosa.
La Fig. 6 es un gráfico del pH de un relleno de
pasta basado en queso como una función del tiempo de incubación
para cuatro temperaturas de incubación a continuación de una
inoculación inicial del relleno con P. Acidilactici.
La Fig. 7 es un gráfico del pH del relleno de
pasta basada en queso como una función del tiempo de incubación
para tres temperaturas de incubación a continuación de la
inoculación inicial del relleno con L. plantarum.
La Fig. 8 es un gráfico del pH de relleno de
pasta basada en queso como una función del tiempo de incubación
para tres temperaturas de incubación a continuación de la
inoculación inicial del relleno con L. lactis.
La Fig. 9 es un gráfico de pH del relleno de
pasta basada en carne como una función del tiempo de incubación
para tres temperaturas de incubación a continuación de la
inoculación inicial del relleno con L. Plantarum.
La Fig. 10 es un gráfico de un relleno de pasta
basada en queso inoculada con Pediococcus acidilactici
concentrado congelado como una función de la incubación a 32,2ºC
seguida de pasteurización, en el que se permitieron diferentes
períodos de tiempo de refrigeración entre la mezcladura y la
pasteurización.
La Fig. 11 es un gráfico del pH de un relleno de
pasta basado en queso inoculado con Pediococcus acidilactici
liofilizado como una función de la incubación a 32,2ºC a
continuación de la pasteurización, en el que se permitieron
diferentes períodos de tiempo de refrigeración entre la mezcladura y
la pasteurización.
La Fig. 12 es un gráfico del pH de un relleno de
pasta basado en queso con Pediococcus acidilactici
liofilizado y encapsulado como una función de la incubación a
32,2ºC a continuación de una pasteurización, en el que se
permitieron diferentes períodos de tiempo de refrigeración entre la
mezcladura y la pasteurización.
La Fig. 13 es un gráfico del pH de una salsa de
pasta como una función del tiempo de incubación a 32,2ºC, en el que
la salsa de pasta fue inoculada con un fragmento de un fermento de
pastillas.
La Fig. 14 es un gráfico del pH de una salsa de
pasta como función del tiempo de incubación a 32,2ºC, en el que la
salsa de pasta se inoculó con una bolsita de HPMC que contenía un
fermento liofilizado.
La Fig. 15 es un gráfico del pH de una salsa de
pasta como función del tiempo de incubación a 20,6ºC, en el que la
salsa de pasta se inoculó con un fragmento de fermento de
pastilla.
La Fig. 16 es un gráfico del pH de una salsa de
pasta como función del tiempo de incubación a 20,6ºC, en el que la
salsa de pasta se inoculó con una bolsita de HPMC que contenía un
fermento liofilizado.
\newpage
La Fig. 17 es un gráfico del pH como una función
del tiempo de incubación para una pasta y un relleno en la pasta a
continuación de la inmersión de la pasta rellena en una solución de
fermento, en el que las muestras se incubaron a 29,4ºC.
La Fig. 18 es un gráfico del pH de una
suspensión al 10% de una salsa de pasta como función del número de
días en que la salsa de pasta fue almacenada a 26,6ºC para cuatro
fermentos de biocontrol diferentes y dos testigos.
La Fig. 19 es un gráfico del pH de una
suspensión al 10% de una salsa de pasta como una función del número
de días en que la salsa fue almacenada a 10ºC para muestras
inoculadas con cuatro fermentos diferentes de biocontrol.
La Fig. 20 es un gráfico del pH de una
suspensión al 10% de una salsa de pasta como función del número de
días en que la salsa de pasta fue almacenada a 29,4ºC para muestras
inoculadas con tres fermentos diferentes de biocontrol.
La Fig. 21 es un gráfico del pH de una
suspensión al 10% de salsa de pasta como una función del número de
días en que la salsa de pasta fue almacenada a 10ºC para muestras
inoculadas con tres fermentos diferentes de biocontrol.
Basándose en las aproximaciones para mantener
bacterias no perjudiciales viables, pueden ser preparados productos
alimenticios que estén protegidos contra crecimientos microbianos
potencialmente perjudiciales. En particular, se usan bacterias
secas para formular agentes de biocontrol de forma que al menos una
parte de las bacterias secas permanezcan suficientemente secas
durante el tratamiento de cocción y/o pasteurización del alimento.
En forma seca, las bacterias son mucho menos susceptibles a una
inactivación por el calor. Las bacterias se consideran secas en la
presente memoria descriptiva si tiene un contenido de humedad (agua)
de menos de 15 por ciento en peso de agua. Las bacterias secas
tienen preferentemente de 0 a 10 por ciento en peso de agua y más
preferentemente de 0 a 6 por ciento en peso de agua. Se ha
descubierto adicionalmente que un fermento de bacterias que
producen un ácido puede ser pulverizado sobre un producto de pasta
de materias refrigeradas antes de ser envasado para proteger el
producto contra componentes patógenos si el producto es sometido
posteriormente a un uso inadecuado de la temperatura.
Los microorganismos inoculados forman un
fermento para el crecimiento y la producción de ácidos por los
microorganismos seleccionados en el producto alimenticio, bajo
condiciones que permiten el crecimiento de organismos potencialmente
perjudiciales. Según la presente invención, los cultivos inoculados
comienzan a secarse. Tras mezclarse con el producto alimenticio,
los fermentos generalmente comienzan a hidratarse. La pasteurización
se realiza generalmente antes de la hidratación completa. En
realizaciones preferidas, los cultivos bacterianos son encapsulados
para ralentizar el procedimiento de hidratación.
Para que los microorganismos añadidos sean
eficaces en la bioconservación, algunos microorganismos deben
sobrevivir al procedimiento de preparación de alimentos. Si está
incluida una etapa de calentamiento en la preparación de los
alimentos, los microorganismos pueden ser añadidos después de que el
producto alimenticio se haya enfriado por debajo de las
temperaturas de pasteurización, pero esto puede que no sea aceptable
ya que el alimento debe ser envasado mientras está caliente, para
disuadir la presencia de organismos patógenos en el producto
alimenticio y mantener apartado el aire y otras fuentes potenciales
de contaminantes. Para estas realizaciones, los microorganismos
seleccionados generalmente tienen que ser protegidos frente a la
inactivación mediante el tratamiento con calor del producto
alimenticio antes de una etapa de envasado. Se ha descubierto que la
conservación de los microorganismos deseados puede ser favorecida
manteniendo al menos una parte de los microorganismos secos durante
períodos en los que los cultivos añadidos son sometidos a
temperaturas elevadas.
Los microorganismos para una inoculación en los
productos alimenticios en la forma de un agente de biocontrol se
seleccionan entre microorganismos que generalmente son seguros para
el consumo humano y, por lo tanto, seguros para un uso en
alimentos. Además de ello, los microorganismos deben ser útiles para
la inhibición del crecimiento de al menos ciertos microorganismos
perjudiciales. En particular, las bacterias se seleccionan de forma
que inhiban satisfactoriamente el crecimiento de bacterias
potencialmente patógenas o productoras de toxinas si el producto
alimenticio es usado a temperaturas inadecuadas. El uso inadecuado
de temperaturas incluye someter el producto a una temperatura fuera
del intervalo de temperaturas de almacenamiento, sugerido durante
un período de tiempo suficiente de forma que la temperatura de una
parte significativa del producto esté fuera del intervalo de
temperaturas sugerido. Alternativamente, las bacterias seleccionadas
deben hacer que el producto alimenticio no sea apetecible, sin
hacer que el producto sea perjudicial si los microorganismos
añadidos crecen debido al uso inadecuado de temperaturas en el
producto.
El crecimiento de los microorganismos
seleccionados ayuda a inhibir el crecimiento de organismos patógenos
también debido a la competencia. Preferentemente, los
microorganismos seleccionados producen subproductos que inhiben el
crecimiento de microorganismos perjudiciales. Por ejemplo, los
microorganismos inoculados pueden producir compuestos ácidos o
antibióticos. Los microorganismos productores de ácidos inhiben el
crecimiento microbiano perjudicial produciendo compuestos de ácidos
orgánicos y disminuyendo el pH del producto alimenticio. Los
microorganismos preferidos inhiben el crecimiento de microorganismos
perjudiciales mediante la producción de ácidos orgánicos que dan
lugar a la disminución del pH en el producto alimenticio durante el
período de uso inadecuado de la temperatura. Los microorganismos
productores de antibióticos pueden ser seleccionados para producir
antibióticos que sean útiles contra organismos perjudiciales
particulares sin ser particularmente tóxicos para los
microorganismos inoculados.
En general, los procedimientos descritos en la
presente memoria descriptiva pueden ser aplicados a cualquier
producto alimenticio. Específicamente, un agente de biocontrol puede
ser añadido a un producto alimenticio de forma que las bacterias no
tóxicas inoculadas inhiban las bacterias potencialmente
perjudiciales. Las aproximaciones de biocontrol descritas en la
presente memoria descriptiva son particularmente ventajosas para la
bioconservación de productos alimenticios líquidos o húmedos, ya
que estos productos son los más susceptibles a un crecimiento
microbiano asociado al uso inadecuado de la temperatura y/o el
envasado.
En particular, las aproximaciones de
conservación por biocontrol descritas en la presente memoria
descriptiva pueden ser usadas eficazmente para la conservación de
productos alimenticios líquidos o húmedos que incluyan una etapa de
calentamiento en su preparación. Los productos alimenticios líquidos
o húmedos tienden a ser conservados por cocción o pasteurización
para destruir o reducir el contenido microbiano en el producto. La
pasteurización incluye generalmente el uso de temperaturas moderadas
de calentamiento (aproximadamente 65ºC a aproximadamente 95ºC)
durante períodos variables de tiempo suficientes para destruir la
mayor parte de los microbios vegetativos presentes en los
alimentos. Generalmente, un resultado pretendido para un
procedimiento de pasteurización consiste en una reducción de 6 log
(es decir, un factor de 10^{6}) en el contenido de un componente
patógeno particular. La pasteurización generalmente no altera
significativamente las cualidades del producto alimenticio más allá
de disminuir la flora microbiana. La cocción, por otra parte está
destinada generalmente a alterar para determinados fines el
producto alimenticio, para producir una modificación deseada en el
producto. La cocción incluye generalmente temperaturas superiores,
siendo seleccionados los tiempos de cocción para producir la
modificación deseada del producto
alimenticio.
alimenticio.
Pueden ser tratados una diversidad de productos
líquidos mediante los procedimientos de biocontrol que incluyen
productos pasteurizados y cocciones. Los productos alimenticios
líquidos pasteurizados incluyen, por ejemplo, jugos, productos
lácteos, otras bebidas y productos alimenticios cocidos. Los
productos alimenticios líquidos pueden incluir sólidos puestos en
suspensión en el líquido.
Los alimentos preparados húmedos pueden ser
conservados por congelación. Sin embrago, algunos consumidores
tienen una preferencia por los productos alimenticios refrigerados
debido a su facilidad de almacenamiento y preparación. Puede ser
comercializada una diversidad de alimentos preparados como productos
refrigerados que incluyen, por ejemplo, comidas completas con
platos múltiples o tipos individuales de alimentos preparados de
cualquiera de una diversidad de tipos. Los productos alimenticios
húmedos de interés particular incluyen, por ejemplo, productos
rellenos de masa como rollitos de huevo, ravioli y similares. Para
conservar los productos rellenos de masa respecto a microbios
patógenos, los agentes de biocontrol pueden ser colocados en los
rellenos de los productos rellenos de masa, ya que el relleno tiene
los niveles más elevados de humedad.
Los agentes de biocontrol incluyen
microorganismos seleccionados, opcionalmente, con agentes
adicionales para regular la hidratación y/o liberarlos de los
microorganismos en el producto alimenticio. Los microorganismos
seleccionados para formar agentes de biocontrol para una
incorporación en los productos alimenticios anteriormente descritos
están destinados generalmente a ser proliferativos, es decir, a
hacerse metabólicamente activos y producir ácidos y/o antibióticos,
solamente tras un uso inadecuado de la temperatura del producto. Los
microorganismos añadidos están en un estado seco cuando son
añadidos al producto alimenticio. Los microorganismos inoculados
(es decir, inoculantes) forman un fermento en el producto
alimenticio si las condiciones proporcionan la proliferación y la
producción de ácidos y/o antibióticos de los microorganismos.
Para ciertas realizaciones, los inoculantes son
preparados preferentemente para ser usados en un agente de
biocontrol secando un cultivo de los microorganismos seleccionados.
La preparación eficaz de los cultivos secos incluye métodos de
liofilización como las aproximaciones usadas para preparar productos
alimenticios liofilizados. Como se demuestra en los ejemplos que
siguen, el mantenimiento de los inoculantes secos ayuda a que los
microorganismos sobrevivan a los procedimientos de calentamiento
involucrados en la preparación o pasteurización de alimentos.
Si la hidratación de los cultivos secos es
suficientemente lenta, el agente de biocontrol puede incluir
cultivos secos sin una unión o encapsulación adicional. Los
cultivos secos pueden ser añadidos inmediatamente antes, durante o
después de una etapa de calentamiento para regular el período de
tiempo en que los cultivos son sometidos a las temperaturas
elevadas. Para ralentizar la hidratación, los fermentos secos pueden
ser comprimidos para formar un agente de biocontrol inicialmente en
una forma sólida 100 como se muestra en la Fig. 1. Este cultivo
comprimido puede adoptar cualquier forma.
Generalmente, el cultivo del fermento
encapsulado o no puede ser añadido en uno o más trozos pequeños de
material. Las partes múltiples de fermento seco pueden ser
distribuidas por todo el producto alimenticio antes de la
hidratación. Los trozos únicos de fermento seco pueden ser eficaces
ya que los iones de hidrógeno se ha encontrado que se desplazan
eficazmente a través de muchos productos alimenticios, conduciendo a
una caída del pH en el producto. En particular, los trozos de loas
agente de biocontrol tienen preferentemente una longitud de menos
de aproximadamente 7 mm y más preferentemente, menos de
aproximadamente 5 mm.
Para ralentizar adicionalmente la hidratación de
los cultivos secos, pueden ser usados materiales de unión o
encapsulación junto con los microorganismos secos en la formación
del agente de biocontrol. En un uso de los materiales de
encapsulación, los fermentos secos son mezclados con el material de
encapsulación. La mezcla del material 102 de encapsulación y el
cultivo seco 104 se puede formar como un agente de biocontrol, como
una pastilla 106, como se muestra en la Fig. 2. Alternativamente, el
material de unión o encapsulación puede ser usado para revestir el
fermento seco. Haciendo referencia a la Fig. 3, el material 108 de
encapsulación que rodea al fermento 110 seco puede ser formado como
un agente de biocontrol sólido, como una pastilla 112.
Para ciertos materiales de encapsulación, el
material de encapsulación puede ser formado en una forma con una
abertura sellable en la que se puedan colocar los cultivos secos.
Por ejemplo, haciendo referencia a la Fig. 4 el material de unión o
encapsulación puede ser formado como una bolsita o bolsa 120 que
esté cerrada por un cierre hermético 122 después de que se hayan
colocado en su interior los fermentos 124. Esta bolsita tiene
preferentemente una longitud de aproximadamente 0,5 cm a
aproximadamente 3 cm y más preferentemente de aproximadamente 1 cm
a aproximadamente 2 cm.
La selección del material de encapsulación para
una aplicación particular puede ser significativa. El material de
encapsulación puede disolverse o degradarse, de forma que los
inoculantes sean liberados en el producto alimenticio e hidratados
antes de cualquier uso inadecuado de la temperatura del producto.
Los inoculantes hidratados distribuidos en el producto alimenticio
están disponibles para una bioconservación si es necesario. Por
tanto, el agente de biocontrol se debe hidratar suficientemente para
que sea eficaz como un agente de biocontrol después de que se hayan
completado cualesquiera etapas de tratamiento de pasteurización y
térmico.
Aunque el material de encapsulación debe liberar
los inoculantes apropiadamente, el material de encapsulación debe
conservar al menos una parte del inoculante en estado seco durante
los períodos en los que los inoculantes sean sometidos a
temperaturas de pasteurización. El material de encapsulación
proporciona una barrera para el contacto de agua con al menos una
parte de los microorganismos inoculados. Una parte de los
inoculantes puede ser destruida o inactivada durante el
procedimiento de calentamiento en la medida en que esté viable una
cantidad suficiente al completarse el procedimiento de
pasteurización/envasado. Una cantidad suficiente de microorganismos
viables es capaz de inhibir el crecimiento de microorganismos
potencialmente peligrosos.
En resumen, el agente de unión/material de
encapsulación se disuelve o se funde preferentemente en respuesta a
la humedad o el calor, de forma que después de un período de tiempo
suficiente el cultivo seco entra en contacto con el alimento
hidratado y resulta hidratado en sí mismo. La velocidad de
liberación del cultivo de biocontrol debe proteger al cultivo seco
de la hidratación cuando es sometido al calor de pasteurización,
pero debe liberar el cultivo de biocontrol poco después de
completarse la etapa de calentamiento. Preferentemente, el agente
de biocontrol es liberado en aproximadamente 4-7
días después del envasado.
El agente de unión/material de encapsulación
debe ser no tóxico en las cantidades introducidas en el producto
alimenticio. También, el material de encapsulación no debe alterar
perjudicialmente el sabor, apariencia y textura del producto
alimenticio. Puede ser usada una diversidad de productos como el
material de encapsulación. Por ejemplo, el material de
encapsulación puede ser un producto alimenticio en si mismo.
En particular, puede ser usada una diversidad de
grasas y aceites hidrogenados. Estas grasas y aceites pueden ser
seleccionados y aplicados de forma que las bacterias secas no estén
expuestas a la humedad tras la pasteurización. Las grasas y aceites
adecuados incluyen, por ejemplo, aceites vegetales hidrogenados,
ceras hidrogenadas y mantecas preparadas a partir de mono-, di- o
tri-glicéridos. Análogamente, pueden ser usados
otros productos alimenticios como gelatina, hidratos de carbono,
gomas, hidrocoloides, azucares, proteínas y otros hidrocarburos
como almidón. Estos pueden ser seleccionados para disolverse después
de un período de tiempo apropiado posterior a la pasteurización.
Son usados otros polímeros no tóxicos para la
producción de alimentos y/o envasado de fármacos. Los polímeros
adecuados incluyen polímeros naturales y sintéticos. Estos polímeros
están destinados al consumo y pueden ser usados de forma segura
como materiales de encapsulación. Los polímeros adecuados incluyen,
por ejemplo, diversos materiales de metil-celulosa
como hidroxipropil-metil-celulosa
(HPMC). En alguna realizaciones, el material de encapsulación
incluye adicionalmente un emulsionante. La HPMC puede ralentizar la
hidratación de un fermento encapsulado. La HPMC tiene la ventaja
adicional de formar un gel (o zona de viscosidad elevada
localizada) tras una hidratación a bajas temperaturas, que evita que
los microorganismos se dispersen. A temperatura por encima de
aproximadamente 10ºC, la HPMC se ablanda/disuelve y libera los
microorganismos. El aislamiento de los microorganismos en un gel
ayuda a que el producto tolere variaciones ligeras de la temperatura
sin inducir una actividad significativa del agente de
biocontrol.
Los microorganismos seleccionados producen
preferentemente ácidos orgánicos como (pero sin limitación) ácido
láctico, ácido acético y/o ácido propiónico. La disminución del pH
de una muestra pude inhibir la proliferación de microorganismos
potencialmente perjudiciales como Clostridium botulinum. El
valor del pH que inhibe eficazmente los microorganismos
perjudiciales es una función de la cantidad de agua disponible
presente (actividad acuosa, a A.A.) en el sistema del producto. Los
valores del pH seguros para una inhibición de la contaminación de
Clostridium botulinum se muestran en la Fig. 5 para un
intervalo de contenido de humedad en el producto alimenticio. Son
necesarios valores más ácidos del pH si el producto alimenticio
tiene una actividad en agua superior. La actividad en agua puede
ser determinada como a_{w} = p/p_{0} = ERH/100, en donde p es la
presión parcial de agua por encima de una muestra, p_{o} es la
presión de vapor de agua pura a la misma temperatura, ERH es la
humedad relativa equilibrada (tanto %) que rodea al producto.
Para la mayoría de las aplicaciones
alimenticias, los microorganismos preferidos para los agentes de
biocontrol no comienzan a reducir el pH de forma significativa
hasta que la temperatura aumenta a valores mayores que
aproximadamente 10ºC. Por tanto bajo condiciones de variaciones
suaves de la temperatura, por ejemplo, 5-10ºC, los
agentes de biocontrol no crecerán significativamente. El agente de
biocontrol preferentemente no reduce el pH del producto alimenticio
ni crece a menos que el producto tenga un uso inadecuado de la
temperatura permitiendo de forma inadvertida que el producto
alcance una temperatura por encima de 10ºC.
Son conocidos seis géneros de bacterias que
incluyen especies/cepas que producen ácido láctico y, en algunos
casos, ácido acético. Estos géneros son Lactococcus,
Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactobacillus y
Bifidobacterium. Las bacterias de los géneros
Lactobacillus y Pediococcus son particularmente
adecuadas para aplicaciones en las que no es deseada una reducción
del pH a temperaturas debajo de 10ºC. También, las
Propionibacterium son capaces de producir ácido propiónico y
ácido acético. Los microorganismos de interés particular incluyen,
por ejemplo, Pediococcus acidilactici, Lactobacillus bulgaricus,
Lactobacilcillus plantarum, Lactobacillus acidophilus,
Lactobacillus helvitecus, Lactobacillus salivarious, Lactobacillus
fermentum, Leuconostoc citrovorum, Streptococcus cremoris,
Streptococcus diacetylactis, Streptococcus lactis.
Particularmente, los microorganismos preferidos incluyen, por
ejemplo, Lactobacillus acidochilus, Lactobacillus helveticus,
Lactobacillus salivarious, Pediococcus acidilactici, Lactobacillus
plantarum y Lactococcus lactis.
La cepa particular de microorganismos puede ser
seleccionada para que sea particularmente eficaz para inhibir
microorganismos contaminantes esperados si está disponible la
información relativa a los microorganismos potencialmente
perjudiciales que pueden estar presentes. Por ejemplo, la selección
del inoculante debe proporcionar el crecimiento de los
microorganismos seleccionados para inhibir el crecimiento de
microorganismos patógenos en las mismas condiciones a las que se
espera que proliferen los microorganismos potencialmente
perjudiciales. En particular, el microorganismo seleccionado exhibe
preferentemente un crecimiento y producción de ácidos en un
intervalo de temperaturas similar al que proliferan los organismos
potencialmente perjudiciales.
Además, los microorganismos seleccionados pueden
producir otros compuestos que tengan eficacia antimicrobiana contra
ciertas cepas patológicas. En particular, algunas bacterias de ácido
láctico se conocen que producen 2,3-butanodiona
(diacetilo) que inhibe el crecimiento, por ejemplo, de
Enterobacter aorogenes, Escherichia coli, Pseudomonas spi.,
Salmonella spp. y Staphylococcus aureus. Análogamente,
otras bacterias de ácido láctico producen peróxido de hidrógeno,
que puede inhibir algunos microbios patógenos a concentraciones
relativamente bajas. También, otras bacterias de ácido láctico
segregan proteínas/péptidos de antibióticos u otros compuestos como
nicina. La nicina inhibe eficazmente la Clostridium
botulinum.
Con respecto al uso de cultivos secos, los
cultivos secos sin encapsulación pueden ser especialmente útiles
para procedimientos de pasteurización, que pueden incluir períodos
de calentamiento relativamente cortos. Para procedimientos de
pasteurización que pueden incluir solamente un calentamiento durante
unos pocos segundos a unos pocos minutos, el material de
encapsulación se disuelve de forma relativamente rápida después de
la etapa de calentamiento. Para productos cocidos, el material de
cultivo seco con o sin encapsulación puede ser añadido cerca del
final del procedimiento de cocción, después de que se complete el
procedimiento de cocción o durante un período de enfriamiento
inicial. A continuación de la pasteurización o a continuación de la
adición de un agente de biocontrol a un producto cocción, el
producto alimenticio puede ser enfriado rápidamente para regular la
cantidad de tiempo en que el cultivo seco es sometido al calor.
El tamaño del inóculo depende de la taza de
supervivencia de los cultivos inoculados a continuación de cualquier
pasteurización con calor. Un número suficiente de células del
fermento debe permanecer viable, de forma que los microorganismos
añadidos puedan inhibir el crecimiento de organismos potencialmente
perjudiciales modificando el entorno y/o mediante competencia de
los componentes patógenos. Generalmente, a continuación del
calentamiento, el producto alimenticio contiene preferentemente de
aproximadamente 10^{2} unidades formadoras de colonias (CFU)/g a
aproximadamente 10^{10} CFU/g y, más preferentemente,
aproximadamente 10^{3} CFU/g a aproximadamente 10^{8} CFU/g e
incluso mas preferentemente de aproximadamente 10^{4} CFU/g a
aproximadamente 10^{6} CFU/g.
En la práctica, el tamaño del inóculo puede ser
seleccionado de forma que el pH del producto alimenticio sea
disminuido de forma suficientemente rápida para evitar la
proliferación de organismos patógenos sin disminuir
significativamente el pH bajo condiciones de refrigeración
apropiadas. Las características del producto alimenticio incluido
el contenido de agua, cantidad de sal y similares, ejercen una
influencia sobre el tamaño adecuado del inóculo, que puede ser
evaluado empíricamente basándose en la presente descripción.
Como se indicó anteriormente, pueden ser usadas
otras aproximaciones, además de mantener los fermentos secos.
Todavía, otras realizaciones incluyen el uso de microorganismos
resistentes al calor. Por ejemplo, se pueden usar organismos
adecuados como Streptococcus thermophilous que tienen una
resistencia natural al calor para formar los fermentos. Además de
ello, se pueden preparar fermentos a partir de cultivos que se han
hecho crecer a temperaturas elevadas. La alteración de la
composición de las membranas de los microorganismos que se han
hecho crecer a temperaturas superiores puede mejorar las
posibilidades de supervivencia de los organismos durante una etapa
de calentamiento posterior.
Los agentes de biocontrol están destinados a ser
incorporados en un conjunto de etapas de preparación de alimentos.
En particular, pueden ser formulados agentes de biocontrol de forma
que permanezcan suficientemente viables a continuación de un
contacto con algún calor de tratamiento térmico (pasteurización). En
general, ciertas realizaciones preferidas del procedimiento global
incluyen la preparación del producto alimenticio, añadir el agente
de biocontrol, completar cualquier formación restante del producto,
pasteurización, envasado y enfriamiento a temperaturas de
refrigeración.
Dependiendo de la naturaleza del producto, puede
ser deseable añadir dextrosa u otro azúcar al producto alimenticio
para que sirva como una fuente de carbono fermentable para los
agentes de biocontrol. El azúcar puede ayudar a la proliferación de
los inoculantes si la temperatura y otras condiciones resultan
adecuadas para la proliferación de los inoculantes. Generalmente,
el producto alimenticio incluye de aproximadamente 0,1 por ciento en
peso a aproximadamente 1 por ciento en peso de dextrosa u otro
azúcar añadido, si se añade cualquier azúcar. Algunos productos
alimenticios tienen suficientes fuentes de carbono para los agentes
de biocontrol sin la adición de azúcar adicional.
Para ilustrar adicionalmente el modo en que son
introducidos los agentes de biocontrol, se describen en detalle dos
productos alimenticios particulares con un agente de biocontrol
seco. Para preparar una salsa de pasta refrigerada los ingredientes
son troceados en la medida necesaria, mezclados y calentados a
aproximadamente 100ºC. Tras alcanzar una temperatura generalmente
de 100ºC, la salsa es combinada con los agentes de biocontrol. En
algunas realizaciones, los agentes de biocontrol son añadidos al
envase/recipiente, que seguidamente rellenado con la salsa de pasta
caliente a una temperatura de aproximadamente 90ºC a aproximadamente
100ºC. A continuación del relleno, el recipiente generalmente es
invertido para pasteurizar el material de sellado y para facilitar
la mezcla del agente de biocontrol en la salsa. Los recipientes
adecuados incluyen parches de plástico, botes, tubos y similares.
Después de cerrar herméticamente el producto en un recipiente, la
salsa es enfriada completamente a una temperatura de refrigeración
de aproximadamente -2,2ºC -5ºC. En una realización preferida, los
organismos de biocontrol permanecen eficazmente durmientes hasta
temperaturas de refrigeración de uso inadecuado hasta
aproximadamente 10ºC.
Los productos de masa rellenos que incluyen
ravioli son también de interés particular. El relleno y la pasta se
preparan separadamente. Algunos tipos de rellenos como los que
incluyen productos cárnicos son cocidos. Otros rellenos como los
basados en queso pueden no ser cocidos y generalmente son combinados
mientras son refrigerados. El relleno preparado puede ser combinado
con un agente de biocontrol seleccionado. El agente de biocontrol
puede ser añadido al relleno, ya que el relleno puede estar en una
zona de crecimiento de componentes patógenos si el producto final
es sometido a un uso inadecuado de la temperatura. Generalmente, los
ingredientes de relleno se hacen pasar a través de un triturador
antes de ser recubiertos con la masa de pasta. El procedimiento de
trituración mezcla los ingredientes y los conforma en una
consistencia deseada.
El relleno es seguidamente combinado con la
pasta para formar el producto de masa relleno de pasta. El producto
de pasta relleno es seguidamente pasteurizado. Se pueden usar
también un calor de secado o pasteurización de corriente para
realizar la pasteurización. Esta etapa incluye generalmente
temperaturas del producto de aproximadamente 65ºC a aproximadamente
85ºC durante aproximadamente 10 segundos a aproximadamente 10
minutos. La pasteurización se puede realizar inyectando vapor de
agua en las proximidades del producto.
Seguidamente, el producto de pasta acondicionado
o relleno es envasado justo antes de la etapa de enfriamiento. El
producto generalmente es herméticamente cerrado en un recipiente,
como una bolsa de polímero, tubo o similar. El producto envasado en
enfriado a una temperatura de refrigeración.
La preparación de diferentes productos
alimenticios puede someter los agentes de biocontrol a diferentes
condiciones de temperatura. Basándose en la descripción anterior,
pueden ser seleccionados agentes de biocontrol secos adecuados para
el procedimiento específico de preparación de alimentos. En
particular, la velocidad de hidratación del agente de biocontrol
debe cubrir al menos la cantidad de tiempo requerida entre la
adición del agente de biocontrol y el enfriamiento del producto por
debajo de las temperaturas de pasteurización.
Los agentes de biocontrol están destinados a
permanecer durmientes, es decir, metabólicamente inactivos. El
crecimiento y la producción de ácidos por los agentes de biocontrol
indican que el producto alimenticio ha sido sometido a condiciones
inapropiadas de almacenamiento, en particular un uso inadecuado de
la temperatura. Para las realizaciones preferidas, los productos
alimenticios están destinados a permanecer refrigerados hasta ser
consumidos. Por tanto inmediatamente a continuación de la
producción, los productos son refrigerados. Los productos son
transportados en vehículos refrigerados y deben ser mantenidos en
refrigeradores por los distribuidores, minoristas y por los
consumidores antes del consumo.
La colocación del producto a temperatura
ambiente durante períodos de tiempo breves durante la transferencia
entre las unidades de refrigeración generalmente no inicia un
crecimiento significativo de bacterias. Los microorganismos
asociados con los agentes de biocontrol experimentan preferentemente
un crecimiento después de períodos de tiempo prolongados a
temperaturas entre aproximadamente 15ºC y aproximadamente 40ºC, es
decir, temperatura ambiente o temperaturas de refrigeración
inapropiadamente elevadas. Generalmente, estas condiciones resultan
de un distribuidor o minorista que no está siguiendo las
indicaciones generales establecidas por el fabricante, aunque el
consumidor puede también hacer un uso inadecuado del producto.
Después de un tiempo suficiente a temperaturas por encima de
aproximadamente 10ºC, el fermento comienza a proliferar.
Las bacterias preferidas en los cultivos
inoculados reducen el pH del producto alimenticio tras experimentar
condiciones en el producto alimenticio que conducen a la
fermentación y/o crecimiento. El pH reducido inhibe el crecimiento
de muchos microorganismos potencialmente perjudiciales. También, las
cantidades de bacterias de biocontrol en el producto alimenticio
deben proporcionar una ventaja significativa de competencia con
relación a los microorganismos potencialmente perjudiciales en el
producto alimenticio. Por tanto, las bacterias de biocontrol deben
tener tiempo suficiente para producir microorganismos que inhiban
los ácidos y/o otros subproductos para inhibir los organismos
potencialmente perjudiciales, antes de que los organismos
perjudiciales puedan proliferar significativamente. Sin el uso
inadecuado de la temperatura es significativo, el producto
alimenticio puede que ya no sea apetecible para el consumidor
debido a la actividad metabólica, es decir, la fermentación, por
las bacterias en el agente de biocontrol. Por tanto, el consumidor
está protegido por la inhibición de proliferación de
microorganismos potencialmente perjudiciales, así como tras un uso
inadecuado significativo de la temperatura, al hacer que el
producto alimenticio no sea apetecible.
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Este ejemplo demuestra la reducción del pH de un
relleno de pasta formulado con diversos fermentos de ácido láctico.
Las mediciones del pH se obtienen como una función del tamaño del
inóculo, temperatura de incubación y tiempo.
Las bacterias involucradas en estos estudios
fueron Pediococcus acidilactici, Lactobacillus plantarum,
Lactococcus lactis. Se ensayaron un relleno de pasta basado en
queso, un relleno de pasta basado en carne y un relleno de pasta de
carne y queso. Los rellenos que contienen carne fueron cocidos antes
del comienzo del estudio, mientras que el relleno basado en queso
no fue cocido. Según la información recogida sobre Clostridium
botulinum y su correspondiente toxigénesis, un valor seguro del
pH depende de la actividad en agua del producto. Si está presente
más agua, debe ser alcanzado un nivel inferior del pH con el fin de
que haya seguridad frente la proliferación de Clostridium
botulinum. Por ejemplo, el relleno basado en carne y queso con
un contenido inferior de humedad tenía un pH inicial seguro. El
relleno basado en carne tenía un pH inicial seguro cuando se mezcló
con un fermento de P. acidilactici debido a un pH ligeramente
inferior y una actividad en agua ligeramente inferior, pero no
cuando se mezcló con los otros
fermentos.
fermentos.
Los resultados para el relleno basado en queso
inoculado con Pediococcus acidilactici se muestran en la
Tabla 1 y la Fig. 6 para diversas cantidades de inoculación y
temperaturas de incubación.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
No se alcanzo un pH seguro de 5,4 a 15ºC para
ninguno de los tres inoculados.
Los resultados para el relleno basado en queso
inoculado con Lactobacillus plantarum y Lactococcus
lactis se muestran en la Tabla 2 y las Figs. 7 y 8.
A las cantidades de inoculación inferiores con
Lactobacillus plantarum, no se alcanzó un pH seguro en 120
horas a 15ºC o 20,6ºC, mientras que a una inoculación de 10^{8}
CFU/g se alcanzó un pH seguro para todas las temperaturas de
incubación. Con Lactococcus lactis solo se alcanzó un pH
seguro de 5,4 en 120 horas con una inoculación 10^{8} a una
temperatura de incubación de 32,2ºC.
Los resultados para el relleno basado en carne
con Lactobacillus plantarum y Lactococcus lactis se
presentan en la Tabla 3 y Fig. 9
Para el relleno basado en carne con L.
plantarum, no se alcanzó un pH seguro en 120 horas para una
inoculación de 10^{6} a una temperatura de 15ºC. Para el relleno
basado en carne inoculado con L. lactis no se alcanzó un pH
seguro en 120 horas para ninguno de los tamaños de inoculación.
Este ejemplo incluye una determinación de la
supervivencia de microorganismos inoculados que son pasteurizados
bajo diversas condiciones.
Un relleno de ravioli basado en queso se inoculó
con 10^{6} o 10^{7} CFU/g de cultivo de Pediococcus
acidilactici hidratado. Los tiempos de pasteurización variaron
en el intervalo de aproximadamente 3 minutos a aproximadamente 4
minutos y las temperaturas de pasteurización variaron en el
intervalo de aproximadamente 75ºC a aproximadamente 85ºC. En todos
los casos, permaneció menos de 0,01% de los microorganismos
inoculados. Los tiempos y temperaturas de pasteurización estaban
suficientemente basados en valores publicados para efectuar una
reducción de \geq 10^{6} de Listeria monocytogenes.
Para examinar si los fermentos secos son más
capaces de sobrevivir al procedimiento de pasteurización, la
supervivencia de las muestras deshidratadas de Pediococcus
acidilactici se comparó con la supervivencia de muestras
hidratadas. La muestra seca contenía aproximadamente 1,8 x 10^{8}
CFU/g mientras que la muestra hidratada contenía 2,0 x 10^{8}
CFU/g. Las dos muestras fueron seguidamente calentadas a
aproximadamente 75ºC durante aproximadamente 10 minutos.
Efectivamente, todas las bacterias en las muestras hidratadas fueron
destruidas por la pasteurización. La muestra seca después de la
pasteurización tenía 2,3 x 10^{7} CFU/g, menos de una reducción
logarítmica. Por tanto, un fermento en un estado seco o casi seco
tiene una mejor posibilidad de sobrevivir a un procedimiento de
pasteurización térmica.
Se realizaron experimentos adicionales para
evaluar la viabilidad de Pediococcus acidilactici liofilizado
a continuación de la pasteurización. Las muestras liofilizadas con
4,5 x 10^{11} CFU/g fueron obtenidas de la entidad Vivolac
Culture Products, Indianapolis, Indiana. Las muestras de 0,25 g se
colocaron en una bolsa sellable por calor de 118 ml ("boil n'
bag"). Las muestras en las bolsas selladas se colocaron en un
baño de agua en circulación durante un período de tiempo específico
con dos muestras usadas para cada estado de pasteurización. El
número de CFU/g a continuación de cada pasteurización se presenta en
la Tabla 4.
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Cuando se añaden muestras de bacterias
liofilizadas aun relleno húmedo, las bacterias se hidratan
gradualmente. Para evaluar el modo en que la velocidad de
hidratación altera la supervivencia de las muestras liofilizadas,
se realizó un experimente en el que las bacterias liofilizadas se
mezclaron con un relleno de pasta inmediatamente antes de la
pasteurización. Se mezcló Pediococcus acidilactici
liofilizado con 4,5 x 10^{11} CFU/g de la entidad Vivolac Culture
Products con un relleno de pasta basado en ques, en una relación en
peso de 0,75 por ciento de bacterias liofilizadas a 99,25 por
ciento de relleno. La mezcla resultante tenía 3,23 x 10^{9}
CFU/g. Se colocaron muestras de 1,5 g de mezcla de relleno en una
bolsa herméticamente cerrada de 118 ml.
Se realizaron cinco repeticiones para cada
estado de pasteurización. Además, se usaron cinco testigos no
pasteurizados. Las muestras se pasteurizaron a 75ºC, 80ºC o 85ºC
durante 10, 15, 20, 25 ó 30 segundos, durante un total de 15
experimentos. Por tanto se trataron 80 muestras, cinco testigos y 75
muestras pasteurizadas (15 experimentos de cinco duplicados de
muestras). La pasteurización se realizó sumergiendo las muestras en
las bolsas en un baño de agua en circulación durante el tiempo y la
temperatura seleccionados. Las muestras se enfriaron después de la
separación del baño de agua sumergiendo las muestras en
hielo-agua durante 1-2 minutos. Para
evaluar la capacidad de los cultivos para disminuir el pH a
continuación de la pasteurización, la totalidad de las 80 muestras
se incubó seguidamente a 32,2ºC durante cuatro días. El pH se midió
para cada muestra después de 2 días a 32,2ºC y después de cuatro
días a 32,2ºC. Los resultados se muestran en las Tablas 5 y 6.
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La cantidad de tiempo para inducir la reducción
mínima aceptable de 6 unidades logarítmicas en un agente patógeno
diana Listeria monocytogenes en pasta refrigerada es de 26
segundos a 75ºC, 6 segundos a 80ºC y 1 segundo a 85ºC. Los
resultados presentados en las Tablas 5 y 6 demuestran que el
Pediococcus acidilactici liofilizado sobrevive a una
pasteurización a 85ºC durante \leq 10 segundos. Dicho de otro
modo, los cultivos secos inoculados sobreviven durante un período
de tiempo suficiente para permitir cantidades aceptables de
reducción de Listeria monocytogenes.
Se explora en este ejemplo el efecto del retraso
entre la mezcla y la pasteurización sobre la viabilidad de un
fermento encapsulado.
Se examinaron tres fermentos diferentes. El
primer fermento era un cultivo liofilizado de Pediococcus
acidilactici con 4,5 x 10^{11} CFU/g obtenido de la entidad
Vivolac Culture Products. El segundo fermento incluía el cultivo
liofilizado de cultivo 1 encapsulado con un aceite vegetal
hidrogenado con un punto de fusión entre aproximadamente 50 y
aproximadamente 65ºC. Se usaron tres partes del encapsulante para
cada parte de cultivo liofilizado. El cultivo encapsulado tenía 1,9
x 10^{10} CFU/g, una caída de aproximadamente 1 unidad
logarítmica. El tercer fermento era una muestra concentrada
completamente hidratada y congelada de Pediococcus
acidilactici con 4,3 x 10^{11} CFU/g obtenido de la entidad
Vivolac Culture Products.
Los agentes de biocontrol se mezclaron con un
relleno de pasta basado en queso. El relleno con los fermentos
encapsulados incluía 3% en peso de fermentos encapsulados y los
rellenos con los fermentos liofilizados y concentrados congelados
incluían cada uno 1% en peso de los agentes de biocontrol. Los
rellenos resultantes tenían 5,7 x 10^{8} CFU/g de relleno
(encapsulado) 4,6 x 10^{9} CFU/g de relleno (liofilizado) y 4,3 x
10^{9} CFU/g de relleno (concentrado congelado), respectivamente.
Después de mezclar muestras de 1,5 g se cerraron herméticamente en
bolsas sellables por calor de 118 ml. Las muestras se colocaron en
un baño maría 85ºC durante 15 segundos. Inmediatamente a
continuación del calentamiento, las muestras se sumergieron en un
baño de hielo-agua.
Las muestras por triplicado de cada conjunto de
las condiciones tenían intervalos de tiempo entre la mezcla y la
pasteurización entre 0 hora (<15 minutos) y 24 horas. El relleno
fue refrigerado a continuación de la mezcla y antes de la
pasteurización. Los resultados medios se presentan en la Tabla
7.
Con la excepción del intervalo de 0 horas entre
la mezcla y la pasteurización, el fermento de Pediococcus
acidilactici concentrado congelado y completamente hidratado
experimentó una disminución significativa de CFU/g tras la
pasteurización. Por el contrario, los cultivos añadidos en un estado
liofilizado mostraron poca o ninguna disminución de CFU/g en la
mezcla para un intervalo de tiempo de pasteurización de
0-7 horas. Se observó una disminución de 1 unidad
logarítmica cuando el relleno se mantuvo durante 24 horas a la
temperatura de refrigeración antes de la pasteurización. El
fermento liofilizado encapsulado se comportó de una forma similar a
la muestra liofilizada, con la excepción de una caída de dos
unidades logarítmicas de CFU/g en el intervalo de tiempo de 2 horas
entre la mezcla y la pasteurización y una caída de tres unidades
logarítmicas en el intervalo de tiempo de 24 horas.
Se estudiaron los mismos cultivos para examinar
la capacidad de los cultivos para disminuir el pH del relleno a
continuación de una incubación a una temperatura adecuada para la
proliferación. Los resultados para las muestras concentradas
congeladas se muestran en la Fig. 10. Con la excepción del conjunto
de muestras de intervalo de tiempo 0, todos los demás rellenos de
pastas pasteurizadas preparadas con las bacterias concentradas
congeladas no consiguieron reducir el pH del relleno tras una
incubación a 32,2ºC.
Los resultados para los rellenos con bacterias
liofilizadas se muestran en la Fig. 11. Son evidentes dos conjuntos
distintos de muestras. El primer conjunto de muestras (muestras de
intervalos de 0, 1, 3, 6 y 7 horas) fueron capaces de reducir el pH
del relleno y un segundo conjunto (muestras de intervalos de 2, 4, 5
y 24 horas) fue incapaz de reducir el pH del relleno. Los
resultados para las bacterias liofilizadas encapsuladas se muestran
en la Fig. 12. Los resultados muestran un intervalo de caída del pH
como una función del tiempo de almacenamiento a 32,2ºC sin una
correlación clara entre el alcance de la caída del pH y el intervalo
de tiempo entre la mezcla y la pasteurización. Los diversos
resultados de la muestra seca pueden ser debidos a la variabilidad
en el alcance de la hidratación antes y después de la
pasteurización. Una experimentación posterior mostró que el tiempo
de pasteurización empleado era comparable/igual al tiempo de
hidratación a la temperatura de pasteurización elevada, de forma
que algunas sobrevivieron y otras no. La encapsulación puede añadir
otro nivel de variabilidad y complejidad al procedimiento de
hidratación.
Se pusieron en contacto fermentos encapsulados
con agua para evaluar la hidratación de los cultivos encapsulados.
El efecto de la pasteurización sobre cultivos inoculados expuestos a
agua antes o después de la pasteurización se examinó evaluando la
capacidad de los cultivos para disminuir el pH de una solución de
dextrosa.
Se obtuvieron fermentos de Pediococcus
acidilactici liofilizados de la entidad Vivolac Culture Products
con 4,5 x 10^{11} CFU/g. La encapsulación se realizó mezclando 1
parte de cultivo liofilizado con tres partes de monoglicérido
emulsionado de la entidad Danisco Ingredients (BraBrand, Dinamarca)
con un punto de fusión de 71ºC según se determinó mediante
calorimetría DSC. El cultivo encapsulado tenía 5,2 x 10^{9} CFU/g.
Se colocaron muestras de 0,5 g de fermento encapsulado en 26 bolsas
separadas.
Doce de las 26 muestras se calentaron en un baño
maría. Se calentaron seis muestras durante 1 minuto (2 a cada uno
de 70ºC, 72ºC y 74ºC) y seis se calentaron durante 2 minutos (2 a
cada uno de 70ºC, 72ºC y 74ºC). Inmediatamente después de calentar
las bolsas se enfriaron mediante inmersión en
hielo-agua. Después de enfriar durante
1-2 minutos, se añadieron 20 ml de solución al 1% de
dextrosa a cada bolsa pasteurizada y las bolsas se sellaron
con
calor.
calor.
Se añadió una cantidad de 20 ml de solución al
1% de dextrosa a las otras 14 bolsas de muestras. Cinco minutos
después de añadir la solución de dextrosa se calentaron doce de las
bolsas y se enfriaron como se describió anteriormente con respecto
a las primeras 12 bolsas. Las 24 muestras pasteurizadas y los dos
testigos no calentados se colocaron en un incubador a 32,3ºC.
Basándose en una inspección visual y microscópica de las muestras,
el encapsulado comienza a descomponerse inmediatamente después del
contacto con agua.
El pH se midió en cada una de las muestras
después de 0 horas de incubación 21 horas y 49 horas. Los resultados
se muestran en las Tablas 8 y 9.
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Las muestras a las que se añadió la solución de
dextrosa antes de la pasteurización fueron incapaces de disminuir
el pH por debajo de 5. Presumiblemente, los cultivos en la muestras
con la solución con dextrosa añadida resultaron hidratados antes o
durante la pasteurización y fueron inactivados tras calentar. Estos
resultados son similares a lo que se encontró con respecto a la
pasteurización después de tiempos prolongados con los cultivos
encapsulados mezclados con el relleno de pasta, véase el Ejemplo 3
anterior.
\vskip1.000000\baselineskip
Se evaluaron diversos cultivos de biocontrol
para determinar si resistían suficientemente la hidratación, de
forma que a continuación de la pasteurización pudieran reducir el pH
de una solución de dextrosa.
Se obtuvieron fermentos liofilizados de
Pediococcus acidilactici con 4,5 x 10^{11} CFU/g de la
entidad Vivolac Culture Products. Se prepararon muestras revestidas
de manteca añadiendo 10 g de manteca a 5 g de cultivo liofilizado y
se mezclaron a fondo con una cuchara. La manteca era una manteca de
soja y semilla de algodón con una base de mono- y
di-glicéridos. La manteca tenía un puente de fusión
de 44,4ºC. Se prepararon otras muestras en encapsulando primero una
parte del fermento liofilizado con tres partes de emulsionante de
monoglicéridos con un punto de fusión de 71ºC. Las mezclas de
monogicéridos/cultivo tenían 5,2 x 10^{9} CFU/g. Seguidamente se
añadieron 10 g de manteca a 10 g de mezcla de monoglicéridos/cultivo
y se mezclaron a fondo con una cuchara para formar muestras de
manteca/emulsionante/cultivo.
Se formó un tercer conjunto de muestras a partir
de pastillas con 40,0% de Pediococcus acidilactici, 58,5% de
HPMC
(hidroxi-propil-metil-celulosa),
0,5% de dióxido de silicio y 1% en peso de estearato de magnesio.
Las pastillas contenían 8,1 x 10^{9} CFU/g. Las pastillas tenían
un peso de 0,71 g. Cada pastilla se rompió en trozos de entre
1-3 mm de longitud y un peso de aproximadamente 0,08
g.
Se añadió una cantidad de 1 g de mezcla de
cultivo/manteca con 9 ml de solución al 1% en peso de dextrosa a
una bolsa que seguidamente se selló con calor. Análogamente, se
añadió 1 g de mezcla de emulsionante/cultivo/ manteca/cultivo con 9
ml de solución al 1% de dextrosa a una bolsa que seguidamente se
selló con calor. Se hicieron duplicados de ambos tipos de muestras.
La totalidad de las muestras se mezcló masajeando las bolsas a
mano.
Uno de cada tipo de muestra se pasteurizó
sumergiendo la bolsa en un baño maría a 69ºC durante tres minutos.
Inmediatamente después de la pasteurización, las muestras se
sumergieron en un baño con hielo. Las muestras pasteurizadas y no
pasteurizadas se almacenaron seguidamente a 32,2ºC.
Además, una cantidad de 10 ml de dextrosa al 1%
se colocó en una bolsa y se calentó en un baño maría a 69ºC durante
3 minutos. Seguidamente, se añadió una cantidad de 0,25 g de trozos
de pastilla de HPMC/cultivo a la bolsa con solo solución de
dextrosa. A continuación de la adición de los trozos de pastilla a
la solución caliente, la bolsa se mantuvo en agua caliente durante
3 minutos adicionales. Seguidamente, la bolsa se retiró del baño
maría y se sumergió en un baño con hielo. Después de enfriar durante
aproximadamente 1 minuto, la bolsa se selló con calor y se almacenó
a 32,2ºC.
También, a una cantidad de 0,25 g de pastilla de
HPMC/cultivo se le añadieron 10 ml de solución de dextrosa al 1% a
una bolsa que seguidamente se selló con calor. Esta bolsa se usó
como un testigo.
El pH de todas las muestras se midió a las 0
horas y a las 65 horas de almacenamiento a 32,2ºC. Los resultados
se presentan en la Tabla 10.
\vskip1.000000\baselineskip
Las muestras de emulsionante/cultivo revestidas
con manteca y los trozos de pastilla de HPMC fueron eficazmente
protegidas de la hidratación durante la pasteurización de forma que
las muestras pasteurizadas fueron capaces de disminuir el pH de la
solución de dextrosa. Por otra parte, los fermentos liofilizados de
revestimiento en manteca proporcionaron poca o ninguna protección
respeto a la hidratación durante la pasteurización, como se
demuestra por la incapacidad de los cultivos pasteurizados para
disminuir el pH de la solución de dextrosa. Los fragmentos de
pastilla de HPMC se disolvieron completamente en un gel a lo largo
del fondo de la bolsa después de 65 horas a 32,2ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Este ejemplo demuestra el suministro de un
inóculo viable de fermentos en un producto de salsa rellena de
pasta caliente y pasteurizada.
La salsa de pasta era una salsa de estilo crema
basada en productos lácteos. Los fermentos se introdujeron en una
de dos formas. En la primera aproximación, se formó un cultivo
liofilizado en una pastilla con HPMC. Se describieron pastillas
equivalentes anteriormente en el Ejemplo 5. En la segunda
aproximación, los fermentos se colocaron en una bolsita formada a
partir de HPMC.
Las pastillas se obtuvieron de la empresa
Danisco Ingredients (Brabrand, Dinamarca). Las pastillas contenían
aproximadamente 40,0 por ciento en peso de Pediococcus
acidilactici liofilizado, aproximadamente 58,5 por ciento de
HPMC, aproximadamente 0,5 por ciento de dióxido de silicio y
aproximadamente 1,0 por ciento de estearato de magnesio. Las
pastillas contenían aproximadamente 8,1 x 10^{9} CFU/g. La
pastilla se rompió y se recogieron 25 fragmentos de aproximadamente
0,08 g cada uno. Se colocaron fragmentos individuales de pastillas
de 0,08 g en 24 recipientes separados de 0,95 l.
Las bolsitas se formaron plegando un trozo de
2,5 cm x 5 cm de película de HPMC por la mitad de su longitud. La
película era una película EM 1100 de la empresa Watson Food Co.,
Inc. (West Haven, CT). Los dos pliegues externos de la película
plegada se sellaron con un sellador por impulsos. Se añadieron
aproximadamente 0,03 g de Pediococcus acidilactici
liofilizado (4,5 x 10^{11} CFU/g) de la entidad Vivolac Cultures a
cada bolsita. Después de la adición de los cultivos, el pliegue
abierto restante se selló con un sellador por impulsos. Se
colocaron bolsitas individuales en recipientes de plástico de 0,95
l. Se mantuvo una bolsita adicional como testigo.
La salsa de pasta se preparó con o sin 1 por
ciento en peso de dextrosa añadida. La salsa de pasta en cantidades
de 300 gramos se vertió a 32,2ºC en los 48 recipientes preparados
como se describió anteriormente, de los que la mitad de los
recipientes incluían la dextrosa añadida. Se preparó también un
testigo vertiendo aproximadamente 300 g de salsa de pasta con
dextrosa en un recipiente sin una bolsita o fragmento de
pastilla.
Inmediatamente después del relleno en caliente
los recipientes se taparon con tapaderas y se pusieron en
almacenamiento a 5ºC durante 24 horas. Después de 24 horas de
enfriamiento a 5ºC, seis de los recipientes con dextrosa y una
bolsita se mezclaron a mano con una cuchara grande limpia durante
aproximadamente un minuto. Análogamente, seis de los recipientes
con una bolsita y sin dextrosa, seis recipientes con dextrosa y un
fragmento de pastilla y seis recipientes con un fragmento de
pastilla y sin dextrosa se mezclaron a mano. Se colocaron duplicados
de cada tipo de recipiente en almacenamiento a 5ºC, 20,6ºC y
32,2ºC. El testigo se almacenó también a 32,2ºC.
La enumeración de bacterias viables se realizó
sobre algunas de las muestras almacenadas a 5ºC después de 24 horas
y algunas de las muestras almacenadas a 32,2ºC después de 48 horas.
Los resultados se muestran en la Tabla 11.
\vskip1.000000\baselineskip
Después de 24 horas a 5ºC, los recuentos de
CFU/g eran muy bajos. Estos valores bajos pueden ser el resultado
de la liberación e hidratación incompleta de los fermentos a partir
de las bolsitas y fragmentos de pastillas. Después de 48 horas a
32,2ºC los recuentos de CFU/g fueron significativamente superiores.
Claramente, los fermento sobrevivieron al procedimiento de relleno
en caliente. Se proporcionan dos explicaciones para los valores
elevados a 32,2ºC después de 48 horas. En primer lugar, pueden pasar
entre 24 y 48 horas para que el fermento eficaz se libere en el
sistema de salsa de pasta. En segundo lugar, una población de
fermento relativamente pequeña que sobrevivió al procedimiento de
relleno en caliente inicial puede haberse multiplicado durante el
período de tiempo de 48 horas a 32,2ºC.
El pH de la salsa se midió diariamente durante
el almacenamiento a 32,2ºC y 20,6ºC. Los resultados se presentan en
las Figs. 13-16. Las Figs. 13 (fragmentos de
pastillas) y 14 (bolsitas) incluyen los resultados a continuación
de una incubación a 32,2ºC y las Fig. 15 (fragmentos de pastillas) y
16 (bolsitas) incluyen los resultados a continuación de una
incubación a 20,6ºC. Con respecto a los resultados en la Fig.13, el
pH de las muestras con dextrosa cayó una cantidad mayor a lo largo
del tiempo que las muestras comparables sin dextrosa. Además, la
mezcla antes de la incubación parece que facilita la caída del pH.
Estos resultados sugieren que la mezcla puede facilitar la
liberación y distribución de las bacterias en la salsa de pasta. El
pH del testigo (sin inocular + dextrosa) cayó solo ligeramente.
Análogamente, se obtuvieron resultados con la
bolsita, como se muestra en la Fig. 14, con la excepción de que no
condujo a una caída mayor del pH para las muestras que carecían de
dextrosa. Los resultados a 20,6ºC mostrados en la Fig. 15 muestran
resultados similares con la excepción de que los resultados muestran
menos efecto de mezcla y que las muestras con dextrosa muestran una
demora de 48 horas antes de la caída del pH. Los resultados con la
bolsita incubada a 20,6ºC (Fig. 16) muestran unan demora de 72 horas
antes de una caída significativa del pH. También, los resultados en
la Fig. 16 muestran una gran caída del pH para muestras mezcladas
sin dextrosa añadida. Globalmente, los fragmentos de pastillas y la
bolsita rindieron análogamente en fermentos protectores.
Este ejemplo demuestra la capacidad de un
fermento líquido aplicado tópicamente al exterior de un producto de
pasta rellena para reducir el pH tanto del producto de pasta como
del relleno.
Se usó un producto de relleno de pasta con un
relleno basado en queso. Se prepararon aproximadamente 300 partes
de pasta rellena con una máquina Dominioni Punto & pasta modelo
A 120 (Caccivio, Italia). Las partes rellenas fueron pasteurizadas
con vapor de agua a 98ºC durante 47 segundos. Se cerraron
herméticamente siete bolsas boil'n'bag con 8 partes de pasta
rellena cada una para que sirvieran como testigo.
Se preparó una solución de fermento mezclando 1
g de L. plantarum liofilizado de la entidad Vivolac Cultures
(9 x 10^{11} CFU/g) en 999 ml de agua para producir una suspensión
acuosa con 9 x 10^{8} CFU/ml. La suspensión acuosa de L.
plantarum se vertió en una cazuela Pyrex de de 20,32 cm x 27,94
cm. Fueron sumergidas un total de 57 partes de pasta rellena,
aproximadamente ocho cada vez en la suspensión acuosa durante
15-30 segundos. Después de la inmersión, las partes
de pasta rellena se separaron con una espátula y se secaron frotando
con una toalla. Seguidamente, las partes de pasta rellena se
cerraron herméticamente en bolsas boil'n'bag con ocho partes en
cada bolsa. Se sumergieron otras 56 partes de pasta rellena en el
fermento en suspensión pero se pincharon ocho veces con un alambre
metálico fino con cuatro pinchazos por cada lado antes de la
inmersión. Seguidamente fueron tratadas de la misma forma que las
otras muestras sumergidas.
Los tres tipos de muestra, testigo, sumergida
con orificios, se almacenaron a 30ºC. El pH del relleno y la pasta
se midió después de 24, 72, 96, 120 y 144 horas de tiempos de
incubación a 29,4ºC. Las mediciones del pH se realizaron sobre una
suspensión acuosa al 10% de pasta y relleno separadamente de 4
partes de pasta rellena. Se hicieron dos mediciones por bolsa de
muestra. Los resultados se presentan en la Fig. 17. Aunque el pH de
las muestras testigos no cambió significativamente, el pH de las
muestras sumergidas y sumergidas con orificios disminuyó hasta
valores de menos 4,6 después de cinco días de almacenamiento. Por
tanto, tanto el relleno como la pasta exhibieron una caída
significativa del pH. Esto demuestra que los iones hidrógeno que
daban lugar a la caída del pH eran capaces de desplazarse a través
de la pasta para rebajar el pH del relleno en la pasta incluso
aunque el fermento fuera aplicado solamente al exterior de las
partes de la pasta.
Este ejemplo demuestra la eficacia de las
aproximaciones de suministro de biocontrol para prevenir la
toxigénesis de botolinum en una salsa de pasta. Se ensayan dos
tipos diferentes de microorganismos.
Se prepararon tres tipos diferentes de fermento.
El primer tipo eran muestras liofilizadas (FD) de Lactobacillus
plantarum con 9 x 10^{11} CFU/g de la entidad Vivolac
Cultures, Indianapolis, IN. El segundo tipo de fermentos (HPMC/LP)
eran fragmentos de pastillas de aproximadamente 0,08 g cada uno, que
se prepararon a partir de aproximadamente 40,0% en peso de
Lactobacillus plantarum liofilizado de la entidad Vivolac
Cultures, 58,2% de HPMC, 0,5% de dióxido de cilicio y 1,0% de
estearato de magnesio. Las muestras de HPMC/LP tenían 7 x 10^{7}
CFU/g. El tercer tipo de muestras (HPMC/PA) eran fragmentos de
pastillas de aproximadamente 0,08 g preparados a partir de 40,0% en
peso de Pediococcus acidilactici liofilizado, 58,2% de HPMC,
0,5% de dióxido de cilicio y 1,0% de estearato de magnesio. La
muestra de HPMC/PA tenía también 7 x 10^{7} CFU/g.
Se usaron 39 tubos (425 g cada uno) de salsa de
pasta basada en crema en el estudio. Para tratar una tanda
particular, la salsa de un tubo se vertió en un hervidor Greon con
encamisado de vapor de agua de 6 l equipada con una unión de mezcla
de barrido superficial y se calentó a una temperatura de
aproximadamente 95ºC a aproximadamente 100ºC. Tras alcanzar una
temperatura de 95ºC, se añadió una cantidad de 1 por ciento de
dextrosa para que sirviera como sustrato fermentable y se añadió un
16 por ciento de agua adicional para reponer las pérdidas por
evaporación. Se envolvió el hervidor abierto con una hoja de
aluminio para reducir las pérdidas por evaporación tras el
calentamiento.
Las muestras se mantuvieron a una temperatura
entre aproximadamente 95ºC y 100ºC durante aproximadamente 1 minuto
antes de rellenar las bolsas de las muestras con la salsa. Las
bolsas eran bolsas sellables por calor KaPac® Scotchpak® de 2,8 l,
4,5 mm de grosos, de elevada resistencia. Para la preparación de 23
bolsas se colocó una pastilla de HPMC en la bolsa antes de la
adición de la salsa calentada. Se colocaron 16 muestras en las
bolsas con una pastilla de HPMC. Después de rellenar, las muestras
de salsa fueron selladas por impulsos y almacenadas a -23ºC hasta
que las temperaturas de la salsa eran menores que aproximadamente
4ºC, pero no se congelaron. Tras enfriar, las muestras se
transfirieron a un almacenamiento a 4ºC.
De las 16 muestras que carecían de pastillas de
HPMC, cuatro muestras fueron inoculadas con cultivo de fermentador
liofilizado de Lactobacillus plantarum para producir 10^{4}
CFU por g de salsa (muestras de 10^{4} LP) y cuatro muestras
diferentes fueron inoculadas con cultivo de fermentador liofilizado
de Lactobacillus plantarum para producir 10^{6} CFU por
gramo de salsa (muestras de 10^{6} LP). Los cultivos de
fermentadores liofilizados se añadieron a bolsas refrigeradas
aproximadamente 24 horas después de rellenar las bolsas. Como los
cultivos de fermentadores se añadieron a muestras refrigeradas, los
cultivos de fermentadores no fueron inactivados durante el
tratamiento incluso aunque no estuvieran encapsulados. Aunque esta
aproximación se encuentra que es eficaz, véase lo que sigue, puede
no ser preferida a escala comercial debido diferentes requisitos de
tratamiento. Las ocho muestras restantes se usaron como
testigos.
Las bolsas refrigeradas, excepto para cuatro de
las muestras testigos que servían como testigos negativos, fueron
inoculadas con 100 esporas activas de Clostridium botulinum
por g de salsa. Los inoculantes de Clostridium botulinum
incluían una mezcla igual de esporas B de tipo A proteolíticas y
esporas de tipo E no proteolíticas. Las inoculaciones de
Clostridium botulinum se realizaron en los laboratorios
Deibel, Madison, WI.
A continuación de la inoculación con
Clostridium botulinum, una primera parte de las muestras se
almacenó a 10ºC y una segunda parte de las muestras se almacenó a
27ºC. Periódicamente durante el almacenamiento, una parte de la
muestra se retiró para un examen fisiológico y para una medición del
pH. Los valores del pH se midieron para las muestras de salsa
formando una solución acuosa al 10% de salsa. Los gráficos del pH
como una función del tiempo se presentan en las Figs. 18
(almacenada a 27ºC) y 19 (almacenada a 10ºC) y los resultados se
presentan también en las Tablas 12 y 13.
\vskip1.000000\baselineskip
La letra negrita indica un resultado positivo
para la toxina C. botulinum.
^{1}Licuado/olor inadecuado, ^{2}ligeramente
licuado/olor correcto, ^{3}olor inadecuado.
Los 10^{4} LP, 10^{6} LP y las muestras de
HPMC/LP redujeron satisfactoriamente el pH de la salsa y evitaron
la proliferación de Clostridium botulinum. Las muestras de
HPMC/PA exhibieron un pH reducido durante un período de tiempo más
largo que las muestras de Lactobacillus planterum. Las
muestras de HPMC/PA exhibieron también una contaminación de
Clostridium botulinum. Se cree que las muestras de HPMC/PA
resultaron contaminadas porque la reducción del pH se produjo
demasiado lentamente, de forma que la Clostridium botulinum
fue capaz de proliferar antes de la reducción del pH. Debe
apreciarse que las Clostridium botulinum no crece ni produce
toxinas a un pH por debajo de 4,6.
Excepto para las muestras de HPMC/PA, las
muestras restantes rebajaron el pH de 4,0 tras una incubación a
10ºC.
Este ejemplo demuestra la eficacia de organismos
para rebajar el pH de un producto alimenticio a temperaturas de uso
inadecuado peligroso, sin modificar significativamente el producto
alimenticio a temperaturas de refrigeración ligeramente
elevadas.
Una cantidad de salsa de pasta cremosa se colocó
en un hervidor Groen® con encamisado y se calentó a 95ºC. La salsa
se introdujo caliente en 30 bolsas sellables por calor KaPac®, con
200 g de salsa por bolsa. Las bolsas rellenas fueron selladas por
impulsos. Seguidamente las bolsas selladas se enfriaron a 4ºC en un
congelador a -23ºC.
Las muestras enfriadas se inocularon con
fermentos liofilizados. Los fermentos contenían cepas liofilizadas
de Lactobacillus acidophilus (8,0 x 10^{10} CFU/g),
Lactobacillus helveticus (2,0 x 10^{11} CFU/g) o
Lactobacillus salivarious (3,0 x 10^{10} CFU/g). Antes de
inocular las muestras de salsa, los fermentos liofilizados se
añadieron a tampón de dilución para producir una suspensión
bacteriana con 2 x 10^{8} CFU/ml. Para producir las suspensiones,
los cultivos liofilizados se añadieron en pesos de 0,25 g de L.
acidophilus, 0,1 g de L. Helveticus o 0,67 g de L.
salivarious por 100 ml de tampón. El tampón era un tampón de
fosfato esterilizado de Butterfield® de la empresa International
Bioproducts, Inc., Redmond, WA. Las bolsas rellenas de salsa se
inocularon con cada cepa bacteriana. Se añadió 1 ml de suspensión
bacteriana a cada bolsa. A continuación de la inoculación, las
salsas contenían de aproximadamente
1 x 10^{4} a aproximadamente 1 x 10^{5} CFU/g de las respectivas bacterias de ácido láctico.
1 x 10^{4} a aproximadamente 1 x 10^{5} CFU/g de las respectivas bacterias de ácido láctico.
Después de inocular las bolsas, cinco bolsas
inoculadas con cada cepa fueron almacenadas a 10ºC y cinco bolsas
inoculadas con cada cepa fueron almacenadas a 30ºC. Se midieron los
valores del pH para las muestras de salsas formando una solución
acuosa al 10% de salsa. El pH se midió cada dos días para las
muestras almacenadas a 30ºC hasta que el pH se rebajó hasta un
valor menor a 4,0. Los resultados, siendo cada punto una media sobre
dos mediciones del pH para la muestra, se presentan en la Fig. 20.
La totalidad de las tres cepas de bacterias redujeron el pH por
debajo de 4,5 en 4 días de almacenamiento a 30ºC. Después de 6 días
de almacenamiento a 30ºC, el pH de las salsas inoculadas era menor
que 4,0.
El pH se midió cada dos semanas para cada
muestra almacenada a 10ºC. Los resultados, en los que cada punto es
una media sobre dos mediciones del pH para la muestra, se
representan gráficamente en la Fig. 21. Después de un
almacenamiento durante seis semanas a 10ºC, el pH de las salsas no
había cambiado significativamente desde los valores originales.
Claims (15)
1. Un método para conservar un producto
alimenticio, que comprende:
(a) inocular el producto alimenticio con una
cantidad de microorganismos no tóxicos secos que tienen un contenido
de agua de menos de 15 por ciento en peso; y seguidamente
(b) pasteurizar el producto alimenticio, al
mismo tiempo que se hace posible que al menos una parte de los
microorganismos no tóxicos permanezca en un estado seco que tiene un
contenido de agua de menos de 15 por ciento en peso después de la
pasteurización;
de forma que si el producto alimenticio es
posteriormente almacenado bajo condiciones refrigeradas, al menos
una parte de los microorganismos permanecerá seca teniendo un
contenido de agua de menos de 15 por ciento en peso, pero si el
producto alimenticio es posteriormente sometido a una estimulación
por temperatura, al menos una parte de los microorganismos no
tóxicos resultarán hidratados y por tanto se harán eficaces para
inhibir al menos parcialmente el crecimiento de microorganismos
tóxicos en el producto alimenticio.
2. El método de la reivindicación 1, en el que
los microorganismos no tóxicos secos son liofilizados.
3. El método de la reivindicación 1, en el que
al menos una parte de los microorganismos no tóxicos secos están
encapsulados por medio de un material de encapsulación.
4. El método de la reivindicación 3 en el que la
estimulación por temperatura comprende someter el producto
alimenticio a una temperatura de aproximadamente 15ºC a
aproximadamente 40ºC durante un período de tiempo de
aproximadamente 4 días a aproximadamente 7 días.
5. El método de la reivindicación 1, en el que
los microorganismos comprenden bacterias seleccionadas entre el
grupo que consiste en Pediococcus acidilactici, Lactobacillus
bulgaricus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus acidophilus,
Lactobacillus helveticus, Lactobacillus salivarious, Leuconostoc
citrovorum, Streptococcus cremoris, Streptococcus diacetylactis
y Streptococcus lactis.
6. El método de la reivindicación 1, en el que
el producto alimenticio comprende un líquido.
7. El método de la reivindicación 6, en el que
el producto alimenticio comprende un producto alimenticio
cocido.
8. El método de la reivindicación 6, en el que
el producto alimenticio comprende un jugo.
9. El método de la reivindicación 6, en el que
el producto alimenticio comprende un producto lácteo.
10. El método de la reivindicación 1, en el que
el producto alimenticio comprende un producto de masa relleno.
11. El método de la reivindicación 10, en el que
el producto alimenticio comprende un rollito de huevos.
12. El método de la reivindicación 10, en el que
el producto alimenticio comprende raviolis rellenos.
13. El método de la reivindicación 1, en el que
el producto alimenticio antes de ser almacenado bajo condiciones
refrigeradas es herméticamente cerrado en un recipiente.
14. El método de la reivindicación 3, en el que
el material de encapsulación comprende una grasa.
15. El método de la reivindicación 3, en el que
el material de encapsulación comprende un polímero comestible.
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